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Hinge-Type Fiber-Optic Interferometric Accelerometer Based on the Improved PGC Demodulation Algorithm
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AI
DOI：10.1109/tim.2026.3718107.png)
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摘要
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加速度计是监测振动信号的关键设备。本文提出了一种基于迈克尔逊干涉仪配置的高灵敏度加速度计，该加速度计利用铰链式传感机制将外部振动转换为光纤中的光学相位变化。所得到的信号采用一种改进的相位生成载波（PGC）解调算法进行解调，该算法相较于传统算法具有更高的稳定性。通过传感器的结构力学模型分析了加速度计的工作原理。此外，对改进的PGC算法进行了理论分析和推导，并展示了其在振动信号解调中的应用。实验结果表明，铰链式加速度计的谐振频率约为145 Hz，在0～2 G的测试加速度范围内，线性拟合系数超过0.9989，表现出优异的线性度。在3～50 Hz的频率范围内，灵敏度为83.5 rad/G（灵敏度波动小于5%）。加速度计的最小分辨率为$0.45~\mu $ g/$\sqrt {\mathrm {Hz}}$ ，横向串扰仅为3.5%。对加速度计的不确定度来源进行了详细分析，并根据实验结果评估其不确定度约为10.0 mG。本文展示的加速度计结构在低频振动场景（如结构健康监测和地震检测）中显示出良好的应用潜力，尤其适用于海底监测平台。
Keyword:
Demodulation algorithm
hinge
interferometric accelerometer
mechanical analysis
phase generation carrier (PGC)
期刊
IF:
5.9
论文数:
2.0W
被引数:
5.8W
机构
引用论文
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